物聯網技術的發展與物聯網參考體系的建構

【摘要】物聯網技術的發展與應用將開啟一個新的時代，同時也給中國帶來了新的發展機遇。目前，中國的物聯網技術和應用仍在發展初期，但已取得了不俗的成績，特別是贏得了物聯網參考體系結構國際標準的制定權，國家物聯網基礎標準工作也取得了很大的進展，提出了一個新的物聯網參考體系結構“六域模型”，有望在日后的頂層規劃應用中發揮更大的作用。

【關鍵詞】物聯網 物聯網參考體系 國際標準 機遇

【中圖分類號】G202 【文獻標識碼】A

在日新月異的信息時代，技術創新始終是第一生產力。物聯網通過人與物、物與物的廣泛互聯將開啟一個偉大的新時代，中國也將迎來一次重大的歷史性發展機遇。

只有放眼在時間的長河中，我們才能了解什么是改變社會的技術力量。在古代，原始人通過簡單農耕工具的制造，從自然界獲得食物，逐步從自然界中走出，建立了農業社會；工業社會時代通過各類機器的發明創造，人類有了改變自然環境的力量；到了現在的信息時代，互聯網、移動通信網等使得人與人的溝通越來越順暢，從廣度和深度層面徹底改變了我們的社會生活。物聯網作為信息技術融合發展新階段的代表，其真正的變革意義在于不斷促進人類和整個自然界的重新融合與協調發展，通過人與“物”的連接以及和諧共處，形成一個高效的智慧化社會體系。而且由于“物”的廣泛性，這場革命勢必將席卷社會生活的各個領域。

一、中國物聯網發展的歷史機遇

20世紀80年代以電腦臺式機為代表的信息處理技術和20世紀末以互聯網為代表的信息傳輸技術使得各個領域均發生了巨大的變化，但這兩次革命浪潮主要還是點、線、面層次的信息技術革命，很難實現后來者超越。物聯網是一個全新的社會生態體系，它的成功將不再局限于點、線、面的技術競爭，而是全方位、宏觀體系化的競爭，也是所有國家前所未有的挑戰。而且，又恰逢中國經濟快速發展、民族和平崛起之時，確為恰逢其時。

經過前兩次信息浪潮的學習和積累，中國的產業和科技力量已處于世界領先水平；如果我們更善于學習，強化宏觀系統的關聯分析，在生態體系構建的競爭中可能還會略勝一籌。

從市場發展的角度來看，物聯網根源于不同應用領域的既有問題，是應用需求牽引下的社會生態體系變革，也就是說，誰能對應用需求把握的更準確，誰就更可能構建出領先的物聯網生態體系，從而占領產業制高點。中國經過30多年的改革開放和快速發展，對環境污染、食品安全、人口老齡化、交通擁堵、有限的醫療健康資源、傳統落后的農業生產、人口紅利消退、產能過剩等問題的求解欲望更加迫切，而這之中大量問題的核心就是如何提升人與“物”之間的效率模型。中國的物聯網企業有更廣泛的社會資源和急迫的社會需求去更加清晰地了解問題、分析問題和解決問題，為在物聯網新興產業中引領全球的發展獲得了足夠的養分。

再從市場規模的角度來看，前些年由于對物聯網業務形態的曲解，僅定位在產品或項目的級別，所以部分人士會產生“物聯網缺乏殺手級應用”的想法。事實上，如從物聯網應用服務的業態模式來看，僅國內市場而言，單一成型的物聯網應用服務市場都將是千億級以上規模容量，尤其是醫療、健康、工業、農業、食品、家居、紡織等行業均為萬億級產業規模。中國的物聯網企業將逐步迎來一個遍及各行業的饕餮盛宴般的黃金創業時代。需要明確的是，物聯網的市場容量評估應脫離單一的網絡通信或產品項目視角，而從關聯的“物”的價值市場評估入手，如此更容易切中商機。“無可限量”四字可較為貼切地用來形容物聯網今后的市場經濟規模。

二、中國物聯網的發展概況

雖然機遇當前，但發展中的中國物聯網企業并非順風順水，物聯網巨大的市場蛋糕也并非一蹴而就，需要長久地醞釀和積累。物聯網是一個復雜的生態體系，其建設和運營是一個巨大的挑戰。一個應用方向的物聯網生態體系建設，最簡單而言，均要覆蓋差異化用戶需求、“物”及其環境特性、感知或控制的技術、設備、系統及其“物”的關聯方式，包括網絡通信基礎設施、基礎運營級平臺、應用服務分類、云平臺與大數據處理、系統運維保障、行業政策及法律法規符合性、信息資源共享與協同、外部合作資源、市場營銷及商業模式、以“物”為中心的服務體驗、“物”的關聯性應用業務等諸多要素，這已遠遠超出一個企業所能覆蓋的業務范圍。而在早期，缺乏標準和成功商業案例指導的情況下，大部分物聯網企業都是單獨探索，整體的市場試錯成本極為高昂，道路也極為曲折。

從時間緯度來看，我國物聯網的發展大致可分為四個階段：2009～2013年為培育期、2013～2015年為導入期、2016～2020年為成長期、2020年以后是成熟期。過去的6年多時間，物聯網產業總體經歷了：射頻識別（RFID）、二維碼、傳感器網絡、智能視頻、數據算法模型（M2M）、基于位置的服務（LBS）、智能硬件、可穿戴設備、智能網關、低功耗Wi-Fi/藍牙、對象標識符（OID）/云服務平臺（E-Code）、云計算、大數據、“互聯網+”、基于蜂窩的窄帶物聯網（NB-IoT）、區塊鏈等諸多關聯要素熱點的風起云涌，以及智能家居、智能交通、智能制造、現代農業、食品安全、醫療健康、安全生產、智能電網、智慧城市等應用領域的局部示范應用。這些物聯網技術和應用的探索，一方面充分體現了物聯網生態體系的多樣性和復雜性，市場自我探索和完善的諸多艱難；另一方面，也為物聯網成長期的快速發展奠定了扎實的實踐基礎。2016年開始，物聯網在共性與應用特性的產業分工，以及在各個應用領域的創新發展將更為成熟和理性，全新的成功案例也將在各個領域如雨后春筍般出現，預計經過5年左右的時間，中國大地上的物聯網企業將開始枝繁葉茂。

三、物聯網的標準化

從物聯網標準化來看，中國真正獲得了一個彎道超車的歷史性機遇，可望實現突破和引領。物聯網產業的發展之所以艱辛，源于其復雜的社會生態體系構建和運營，而要實現生態體系高效、科學的構建，必然需要標準的頂層構架及體系規劃，這樣才能有效地引導和實現產業的分工及生態體系的有序導入。因此，物聯網標準化的發展路線決定了對產業的助推力度和有效性。“一流企業做標準”，物聯網企業要想抓住新的機遇實現飛躍，必然要緊緊抓住“標準”這一利器。

物聯網的頂層架構不僅決定了物聯網的具體實現形態，也為各行業應用和各產業細分的技術環節奠定了框架基礎。在物聯網概念、標準以及各行業應用混亂之初，制定科學、有效的物聯網頂層架構尤為重要。傳統互聯網分層的架構模型已不再可能滿足異構生態體系化的物聯網架構要求，必須進行創新與突破。因此，自2011年起，國家物聯網基礎標準工作組花費大量的時間在多個行業進行調研、分析、梳理和歸納、總結，并對當時所存在的各類架構做了深入的剖析和反思，經過反復論證，提出了一個新的物聯網參考體系結構即“六域模型”。“六域模型”對于物聯網所有重點覆蓋的共性要素均做了全面的梳理和歸納，把一個復雜的物聯網生態體系有序地劃分為六個部分，并建立起各自之間的基本邏輯關系。基于“六域模型”，人們對物聯網的認識開始具象化，并且能夠相對便捷、清晰和高效地構架不同應用領域的物聯網生態體系的頂層架構，從而為系統的建設和運營服務以及商業模式創新等奠定基礎。

簡單來說，一個好的物聯網參考架構必須解決如何有效整合人與物的異構體系，并且有足夠好的兼容性、可擴展性和可裁減性。物聯網“六域模型”參考體系結構，通過將紛繁復雜的物聯網關聯要素進行了系統化和不同角度的梳理，以系統級業務功能劃分為主要原則，設定了物聯網用戶域（定義用戶和需求）、目標對象域（明確“物”及關聯屬性）、感知控制域（設定所需感知和控制的方案，即“物”的關聯方式）、服務提供域（將原始或半成品數據加工成對應的用戶服務）、運維管控域（在技術和制度兩個層面保障系統的安全、可靠、穩定和精確的運行）、資源交換域（實現單個物聯網應用系統與外部系統之間的信息和市場等資源的共享與交換，建立物聯網平衡商業模式）等六大域。然后，參考體系架構層次，就可以基于六域擴展出系統業務、網絡通信、信息流、商業模式等不同角度的參考架構設計。以上即可成為不同行業物聯網頂層設計的參考依據和架構基礎。各個物聯網行業應用的架構師可以在六域模型的基礎上，根據各自的特點與需求進行裁減，并定制出特定應用的物聯網系統架構。目前，在環保、醫療、紡織、消防、農業、能源、食品安全、家居等行業的應用領域，均已逐步開始采用六域模型的參考架構進行物聯網應用系統的頂層設計，并取得了較好的效果。當然，這一架構還會在應用實踐中不斷地豐富和完善，各行業和產業鏈基于統一的頂層架構，也有了融會貫通和協作分工的基礎。

基于上述研究成果，我國2013就發起了對牽頭物聯網參考體系結構國際標準制定權的爭奪，經過與不同成員國代表的多輪溝通后，最終拿下了國際標準組織（ISO/IECJTC1）物聯網參考體系結構國際標準項目的牽頭制定權。這也是在新興熱門領域中國牽頭制定頂層架構國際標準的重大歷史性突破，為中國物聯網技術的騰飛提供了極強的信心和良好的支持。同時，經過10余年的發展和醞釀，物聯網也將逐步從雜亂無章走向協作分工，進入全新的物聯網2.0時代。在新的物聯網2.0時代，通過標準的指導，技術、應用與商業等將開始系統性融合，一個個成功的物聯網應用和商業案例將拔地而起，更為重要的是，中國不再是學習和跟跑，而是創新和引領。

產業鏈和企業如何有效地參與到物聯網的大浪中去？基于物聯網“六域模型”，我們能更加清晰地了解和判斷一個物聯網應用生態體系的所有參與者及協作分工關系。簡單地說，一個面向某類應用的物聯網生態體系的參與者，主要包括物聯網用戶域的政府、企業和公眾等不同類型用戶，目標對象域中不同對象的實際所有者，感知控制域中不同系統的部署主體和所有者，服務提供域中提供網絡、云計算、物聯網基礎平臺等基礎服務的運營商和第三方大數據挖掘分析服務商及物聯網特定應用服務運營商等，運維管控域中提供系統運維保障的第三方及法規政策監管的第三方，資源交換域中第三方支付工具、第三方信息資源、第三方社交平臺、第三方金融資源、第三方物流資源等的主體。就目前市場和產業分工而言，上述生態體系在許多應用領域還不多見，大量的物聯網從業者都在摸索中。這幾年的智能硬件就是個極好的例子，大量的創業企業不斷進行試錯試驗，其原因根結就在于對物聯網的生態缺乏理解，對周邊的合作方是誰尚不清晰。當然，這種現象的進步意義在于為將來的運營服務和商業模式創新奠定了重要的產品性價比基礎，使得物聯網應用服務運營成為可能，從而帶動整個物聯網生態體系的建設和完善。

物聯網給我們描繪了無比美好的藍圖，中國也獲得了超越式發展的偉大歷史機遇，創新的成功案例將遍及各個行業，巨大的市場對于每一個人均無比誘惑。在物聯網2.0時代，我們需要審慎思考，圍繞物聯網生態體系建設和物聯網準體系的構建進行協作、分工，實現共贏。

（本文編輯：肖婧為）